Thiopave瀝青混合料性能及應(yīng)用研究

Thiopave瀝青混雜料性能及應(yīng)用研究Thiopave瀝青混雜料性能及應(yīng)用研究17/17蟻PAGE17薀肅莇蒈羆芁莃蒞荿蚄蕆莈莇薂袁蚃莂蕆薆羋蒄葿薃袁膁肆蚆膈裊螀芅蒃袀蚅蚆聿芆羈螃螁蠆芄螆罿蚇羈蒅芃螞袃袆衿螃腿袂薁蒀螇羆衿膄莁薄膄艿莆芀蝿薅螞肂莂節(jié)羅莀蠆羆蕿螄羄肁薄葿蕿蕆袀節(jié)節(jié)袀蕆蕿葿薄肁羄螄蕿羆蠆莀羅節(jié)莂肂螞薅蝿芀莆艿膄薄莁膄衿羆螇蒀薁袂腿螃衿袆袃螞芃蒅羈蚇罿螆芄蠆螁螃羈芆聿蚆蚅袀蒃芅螀裊膈蚆肆膁袁薃葿蒄羋薆蕆莂蚃袁薂莇莈蕆蚄荿蒞莃芁羆蒈莇肅薀螂蟻?lái)鞭遁芷P蒆螁薄膃袈膅薈膇袆蝿羂蒁袁螄蚈肇羃羀蚄肄蝕薇螈肇莄芁膂莂葿膆袇羇螅蒂襖襖蒂螅羇袇膆葿莂膂芁莄肇螈薇蝕肄蚄羀羃肇蚈螄袁蒁羂蝿袆膇薈膅袈膃薄螁蒆芇蒈薅肀蟻螂薀肅莇蒈羆芁莃蒞荿蚄蕆莈莇薂袁蚃莂蕆薆羋蒄葿薃袁膁肆蚆膈裊螀芅蒃袀蚅蚆聿芆羈螃螁蠆芄螆罿蚇羈蒅芃螞袃袆衿螃腿袂薁蒀螇羆衿膄莁薄膄艿莆芀蝿薅螞肂莂節(jié)羅莀蠆羆蕿螄羄肁薄葿蕿蕆袀節(jié)Thiopave瀝青混雜料性能及應(yīng)用研究Thiopave瀝青混雜料性能及應(yīng)用研究

大綱：采用ATB25、AC25兩種級(jí)配，比較解析了

Thiopave瀝青混雜料的性能，并對(duì)某高速公路實(shí)質(zhì)應(yīng)用的效

果及存在的問(wèn)題進(jìn)行商議。結(jié)果表示，Thiopave瀝青混雜料

能有效節(jié)約瀝青用量，有優(yōu)異的路用性能、優(yōu)異的壓實(shí)收效；在應(yīng)用中需改進(jìn)Thiopave增加設(shè)備，控制Thiopave摻加比率不超出40%，采用措施以減少刺激性氣體排放。

要點(diǎn)詞：Thiopave；瀝青混雜料；路用性能；環(huán)保

中圖分類號(hào)：U528.04文件標(biāo)志碼：B

序言

近來(lái)幾年來(lái)，隨著石油價(jià)格和瀝青價(jià)格的不斷上漲，SBS、SBR

改性瀝青的價(jià)格也快速爬升，大大增加了瀝青路面的施工成

本；因此，價(jià)格較低且改性收效較好的硫磺改性瀝青成為目

前公路建設(shè)投資方的一個(gè)選擇。Thiopave是SEAM（Sulphur

extendedasphaltmodifier）的升級(jí)產(chǎn)品，它是由Shell公司研

發(fā)的一種硫磺溫拌改性劑，常溫下為褐色顆粒物[1]。國(guó)內(nèi)學(xué)

者對(duì)硫磺瀝青混雜料的性能、機(jī)理、壓實(shí)特點(diǎn)等進(jìn)行了一些

研究[23]，鑒于Thiopave已經(jīng)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于道路工

程中，本文結(jié)合某高速公路的實(shí)質(zhì)應(yīng)用，以ATB25、AC25兩

種級(jí)配，比較解析Thiopave改性瀝青混雜料的性能，商議其應(yīng)用收效及相關(guān)問(wèn)題。

原資料及配合比

（1）ATB25瀝青混雜料所用瀝青為70#A級(jí)道路石油瀝

青。其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

（2）AC25瀝青混雜料分別采用殼牌特種瀝青、一般

SBS改性瀝青，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表

2、3。

改性劑

殼牌公司對(duì)Thiopave顆粒的技術(shù)要求進(jìn)行了規(guī)定，

4所示。在實(shí)質(zhì)應(yīng)用中給Thiopave瀝青混雜料加入W3

劑。W3除味劑是一種有機(jī)化合物，可以降低Thiopave

過(guò)程中的氣味和不適感，易吸濕，在存放時(shí)需防水、防潮。

其增加量一般為Thiopave用量的2%～3%[45]。

如表

除味

施工

表170#A級(jí)道路石油瀝青試驗(yàn)結(jié)果

技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果技術(shù)要求（A級(jí)）

針入度（25℃，100g，5s）/0.1mm6760～80

延度（15℃）/cm>100≥100

消融點(diǎn)（全世界法）/℃47.5≥46

閃點(diǎn)（COC）/℃298≥260

密度（15℃）/（g?cm-3）1.015實(shí)測(cè)記錄溶解度（三氯乙烯）/%99.7≥99

RTFOT試驗(yàn)質(zhì)量損失/%0.07≤±0.8針入度比/%67.9≥61延度（10℃）/cm8.3≥6

表2特種瀝青試驗(yàn)結(jié)果

技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果技術(shù)要求

針入度（25℃，100g，5s）/0.1mm5440～70

針入度指數(shù)

延度（15℃）/cm82>80

消融點(diǎn)（全世界法）/℃54.0>50

60℃動(dòng)力粘度/（Pa?s）462>300

TFOT（163℃，5h）試驗(yàn)質(zhì)量損失

針入度比/%68.4>63

殘留延度（10℃）/cm21>10

表3SBS改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果

技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果技術(shù)要求（IC）

針入度（25℃，100g，5s）/0.1mm6460～80

延度（5℃，5cm?min-1）/cm38≥30

消融點(diǎn)（全世界法）/℃81≥55

閃點(diǎn)（COC）/℃248≮230

針入度比/%76≥60

延度（5℃）/cm26≥20表4Thiopave顆粒質(zhì)量技術(shù)要求

項(xiàng)目技術(shù)要求測(cè)試方法

顏色灰色觀察

形狀半球體或球體觀察

95%GB/T2449―2006

最小硫磺含量/%97GB/T2449―2006

最大碳含量/%3GB/T2449―2006

水分含量/%<0.5GB/T2449―2006

對(duì)各規(guī)格原資料進(jìn)行篩分，并合適減少公稱最大粒徑附

近的粗集料用量，減少0.6mm以下部分細(xì)粉的用量，使中

等粒徑集料很多，形成S型級(jí)配曲線，并取中等偏高的空隙

率計(jì)算配合比。詳盡合成級(jí)配如表5所示。

表5礦料合成級(jí)配設(shè)計(jì)篩孔

采用不同樣油石比成型馬歇爾試件，最后確定配合比：普

通ATB25混雜料油石比為3.7%，ThiopaveATB25混雜料油石比為4.3%，Thiopave與瀝青比率為30∶70，抗剝落劑摻量為

瀝青質(zhì)量的08%；一般SBS改性AC25瀝青混雜料油石比為

4.0%，特種瀝青+ThiopaveAC25混雜料油石比為4.8%，

Thiopave與瀝青的比率為35∶65。Thiopave混雜料

試件采用快速養(yǎng)生的方法：混雜料成型后先冷卻至室溫，然

后放入60℃的烘箱內(nèi)養(yǎng)生24h，接著在自然狀態(tài)下冷卻到

室溫，完成快速養(yǎng)生。

2Thiopave瀝青混雜料性能

經(jīng)過(guò)馬歇爾試驗(yàn)測(cè)定、計(jì)算相應(yīng)體積指標(biāo)，滲水試驗(yàn)采

用10cm輪碾車轍板，分兩層，每層依照規(guī)范要求碾壓成型。在滲水系數(shù)檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)ATB25、AC25的輪碾成型試件表面空隙較大，水會(huì)很快向四周擴(kuò)散并從試件表面流出，無(wú)法

正確測(cè)出其滲水性能，即橫向滲水現(xiàn)象明顯。為了正確考據(jù)其縱向滲水性，試驗(yàn)過(guò)程中將試件表面密封后再進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

由表6可知，Thiopave瀝青混雜料的最正確膠結(jié)料用量（Thiopave+瀝青）對(duì)照一般瀝青有所增加，但實(shí)質(zhì)瀝青資料用量相對(duì)減小，可以有效地節(jié)約瀝青用量，而體積指標(biāo)差異

不大；對(duì)于同級(jí)配混雜料，瀝青混雜料室內(nèi)縱向滲水試驗(yàn)收效變化不明顯。

高溫牢固性是議論瀝青混雜料性能的重要指標(biāo)。在高溫

和荷載作用下，不良的高溫牢固性將使

表6不同樣瀝青混雜料體積指標(biāo)及滲水試驗(yàn)結(jié)果

混雜料種類油石比/%毛體積密度/（g?cm-3）理論密度/

g?cm-3）VV/%VMA/%VFA/%滲水系數(shù)/（mL?min-1）ATB253.72.5092.6284.512.663.9102ThiopaveATB25（30∶70）4.3（3.02）

ThiopaveAC25（35∶65）4.8（3.12）

瀝青路面產(chǎn)生車轍、推擁等病害。分別采用馬歇爾試驗(yàn)

和車轍試驗(yàn)議論瀝青混雜料的高溫牢固性。對(duì)ATB25瀝青混

合料，測(cè)定

60

下的動(dòng)牢固度；對(duì)

AC25混雜料，

分別測(cè)定其

60℃、

70

度。車轍試驗(yàn)采用10cm輪碾車轍板，分兩層，每層依照規(guī)

范要求碾壓成型。相應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

表7不同樣瀝青混雜料馬歇爾及車轍試驗(yàn)結(jié)果混雜料種類油石比/%牢固度/kN流值/0.1mm動(dòng)牢固度/（次?mm-1）

SBS改性AC254.028.57387408（4185）

ThiopaveAC25（35∶65）4.8（3.12）35.69377443（3331）

ThiopaveAC25（40∶60）4.8（2.88）36.033710846（4616）

1）對(duì)于牢固度指標(biāo)，ThiopaveATB25對(duì)照一般ATB25

瀝青混雜料馬歇爾牢固度指標(biāo)略有降低；ThiopaveAC25瀝青

混雜料牢固度隨Thiopave用量的增大，變化不大，但明顯高

于SBS改性混雜料的牢固度。說(shuō)明級(jí)配不同樣，摻加Thiopave

后混雜料的牢固度變化趨勢(shì)也不同樣，Thiopave對(duì)于AC型混

合料牢固度的提高優(yōu)于ATB型混雜料。

（2）對(duì)于車轍動(dòng)牢固度指標(biāo)，基質(zhì)瀝青ATB25摻入

Thiopave

后動(dòng)牢固度大幅度提高，摻入

35%Thiopave

與

SBS

改性瀝青動(dòng)牢固度基本持平，摻入

40%Thiopave

時(shí)高于

SBS

改性瀝青；且隨Thiopave用量增大，動(dòng)牢固度明顯提高，從

35%增大至45%后，60℃、70℃動(dòng)牢固度分別提高了46%、

39%。

平時(shí)用殘留牢固度和凍融劈裂強(qiáng)度比來(lái)議論瀝青混雜

料的水牢固性。對(duì)照一般或改性瀝青混雜料，摻入Thiopave

后，瀝青混雜料的殘留強(qiáng)度比、殘留牢固度均有所降低，說(shuō)

明Thiopave混雜料水牢固性較一般混雜料差；其中殘留牢固度指標(biāo)變化其實(shí)不明顯，而凍融劈裂殘留強(qiáng)度比明顯降低。通過(guò)摻入08%抗剝落劑，可改進(jìn)水牢固度并達(dá)到規(guī)范要求；特

種瀝青擁有必然的抗水損壞性能，水牢固性滿足規(guī)范要求，

不需別的加入抗剝落劑。

表8不同樣瀝青混雜料水牢固度指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

混雜料種類油石比/%凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比/%浸水

馬歇爾試驗(yàn)殘留牢固度/%

3Thiopave瀝青混雜料的應(yīng)用

在某高速公路工程中，對(duì)Thiopave瀝青混雜料進(jìn)行了實(shí)

際應(yīng)用。ThiopaveATB25用于底面層，特種瀝青+ThiopaveAC25

用于中面層。經(jīng)實(shí)質(zhì)應(yīng)用考據(jù)，Thiopave瀝青混雜料與常用

的熱拌瀝青混雜料所用生產(chǎn)、施工設(shè)備以及生產(chǎn)工藝基本一

致，綜合情況優(yōu)異，也獲取了一些經(jīng)驗(yàn)。

生產(chǎn)Thiopav